方波三角波正弦波鋸齒波函數(shù)發(fā)生器

模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)制作一個(gè)方波/三角波/正弦波/鋸齒波函數(shù)發(fā)生器專業(yè)班級(jí)：09電信〔本〕學(xué)生姓名:學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年1月2日設(shè)計(jì)制作一個(gè)方波/三角波/正弦波/鋸齒波函數(shù)發(fā)生器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求①

輸出波形頻率范圍為0.2KHz~20kHz且連續(xù)可調(diào)；②

正弦波幅值為±2V；③

方波幅值為2V，占空比可調(diào)；④

三角波峰-峰值為2V；⑤

鋸齒波峰-峰值為2V；=6\*GB3⑥

分別用四個(gè)發(fā)光二極管顯示四種波形輸出；

=7\*GB3⑦用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的正負(fù)直流電源〔±12V〕。二、方案設(shè)計(jì)與論證設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生四種不同的波形分別為正弦波方波三角波鋸齒波。正弦波通過滯回比擬器可以轉(zhuǎn)換成方波，方波通過一個(gè)積分電路可以轉(zhuǎn)換成三角波，只要調(diào)節(jié)三角波的占空比就可以得到鋸齒波。正弦波可以通過RC振蕩電路產(chǎn)生。方案一、直流電源局部電路可把220V的交流電變成12V的直流電二、波形產(chǎn)生局部1正弦波——方波上電路可以同時(shí)產(chǎn)生輸出方波正弦波2方波——三角波電路可產(chǎn)生三角波3方波——鋸齒波電路可以產(chǎn)生鋸齒波方案二直流電源局部電路可把220V的交流電變成12V的直流電V1V1220Vpk50Hz0°C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?3675910201二、波形產(chǎn)生電路1正弦波——方波——三角波電路可產(chǎn)生正弦波、方波、三角波2方波——鋸齒波電路可以產(chǎn)生鋸齒波方案論證：我選的是第二個(gè)方案，上述兩個(gè)方案均可以產(chǎn)生四種波形。方案一的電路過多焊接局部，顯得不方便而且這樣浪費(fèi)了很多元器件，但是方案的在調(diào)節(jié)的時(shí)候還是比擬方便的，可以很快的調(diào)出波形。方案二電路簡(jiǎn)潔利于焊接并且可以節(jié)省元器件，但是在調(diào)節(jié)波形的時(shí)候可能會(huì)稍稍有點(diǎn)費(fèi)力，是由于在整個(gè)電路調(diào)波時(shí)，只要調(diào)節(jié)前面局部就會(huì)影響后面的波形。所以要兼顧前后。但只要認(rèn)真調(diào)節(jié)還是可以得到四種波形的。三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1、直流電源的參數(shù)設(shè)計(jì)交流電先通過單相橋式整流電路可以得到半波的電壓波形，再通過濾波電路可以得到比擬好的電壓波形，最后通過穩(wěn)壓電路就可以得到比擬好的直流電。交流電濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路交流電濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路提供的是220V的交流電源要變?yōu)?2V直流電,變壓器用220V~15V規(guī)格的。UA741所需的電源為12V,選的整流芯片為：LM7812、LM7912整流用的二極管可用1N4007,電解電容用3300uf,C2和C3可用0.1ufC4、C5用0.47uf、C7、C8可用220uf,發(fā)光二極管上的R用1KΩ2、波形產(chǎn)生電路局部的參數(shù)設(shè)計(jì)正弦波產(chǎn)生局部要求產(chǎn)生頻率范圍為0.2KHz~20kHz連續(xù)可調(diào)的正弦波，F(xiàn)=Uf\Uo=整理可得F=令wo=1/RC,那么fo=1/2∏RC。1/2∏RC=f取C=0.22uf,R:36Ω~3.6KΩ,電位器可選5KΩ，R7=10KΩ。方波要求幅值為2V，選擇的穩(wěn)壓二極管可選用穩(wěn)壓為3.3V的，在穩(wěn)壓二極管兩端并聯(lián)一個(gè)5KΩ的電位器。Up1=Uo+Uo1=UoUz令Up1=Un1=0V,那么閾值電壓UT=UzR1=100KΩ、R2=10KΩ、R3=10KΩ、R4=1KΩ，二極管選用1N4007型號(hào)的C1=220uf、電位器R3=100KΩ。方波的占空比要求可調(diào)，可在反向輸入端和輸出端接上二極管和一個(gè)電位器〔100KΩ〕，二極管選用1N4007.。三角波:+UT=UZ*+(-UT)UT=UZ經(jīng)整理可得T=f=鋸齒波：Uo=-Uz(t1-t0)+uo(t0)當(dāng)Uo=Uz(t2-t1)+uo(t1)T=T==100s電路中R1=10KΩ、R2=10KΩ、R3=20KΩ、Rw=10KΩ、R7=2KΩ、R8=10KΩ四、總原理圖及元器件清單1.總原理圖V1V1220Vpk50Hz0°C13300uFC20.1uFC30.1uFC40.47uFC50.47uFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGED41N4007D51N4007D61N4007D11N4007C63300uFC7220uFC8220uFT1TS_AUDIO_10_TO_1D21N4007D31N400748LED1LED2R11k?R21k?36759102012．元件清單元件名稱型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注變壓器220V~15V1單價(jià)9元電容C1耐壓值35V3300uf2單價(jià)1.5元電容C2耐壓值50V0.47uf2單價(jià)0.1元電容C3耐壓值50V1uf2單價(jià)0.2元電容C4耐壓值50V0.22uf4單價(jià)0.1元穩(wěn)壓芯片LM7812Uo=12V、Io=100mA1單價(jià)1.5元穩(wěn)壓芯片LM7912Uo=-12V、Io=100mA1單價(jià)1.5元集成運(yùn)放uA741Aod=65~100、K=70~905單價(jià)1.5元電阻R11KΩ4單價(jià)0.1元電阻R22KΩ2單價(jià)0.1元電阻R310KΩ6單價(jià)0.1元電阻R420KΩ1單價(jià)0.1元電位器R110KΩ4單價(jià)1元電位器R2100KΩ4單價(jià)1元二極管1N4007耐壓值1000V，I=1A10單價(jià)0.1元發(fā)光二極管LED1.5V~2.0V，10mA~20mA2單價(jià)0.5元五、安裝與調(diào)試先在電路板上做好布局，然后進(jìn)行焊接。焊接好電路后，初次調(diào)試發(fā)現(xiàn)電源正電源輸出大于12V到達(dá)3V檢查發(fā)現(xiàn)是穩(wěn)定正電壓的集成塊7812壞了，先后換了兩次集成塊才使得正電源到達(dá)了12v。整改之后電源無問題。后來電路無鋸齒波輸出，檢查之后更換了集成運(yùn)放，有波形輸出，調(diào)試完成。六、性能測(cè)試與分析1.電源局部的測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)得：副邊電壓U1=15.8V、U2=15.8V。整流濾波后的電壓U1=20.7V、U2=-20.5V輸出端電壓Uo1=12.2V、Uo2=-12.3V要求輸出電壓為Uo1=12V、Uo2=-12V理論值：U12=30V，=/U12=0.007U1=18V,=/U1=0.1U2=-18V=/U2=0.1Uo1=12V=/U1=0Uo2=-12V=/U2=0.004誤差分析：1.測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)人為的偶然誤差。2測(cè)量?jī)x器本身的不可防止的誤差。3焊接電路時(shí)焊點(diǎn)處有電阻被忽略，連接的線路也有電阻。4試驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)溫度發(fā)生變化，使得一些元件的電阻發(fā)生變化。2.波形產(chǎn)生局部七、結(jié)論1.輸出的各波形的參數(shù)范圍有些許的偏差，是因?yàn)樵诟髟膮?shù)選擇上有些偏差。正弦波稍微有點(diǎn)失真是因?yàn)榉e分電路中充放電的時(shí)間不夠。八、心得。為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，在這一星期的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、焊接過程中我感觸頗深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試；更加熟悉了常用的儀器儀表；也更加熟練了電路的連接、焊接方法；以及如何提高電路的性能等等。通過對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，我還深刻認(rèn)識(shí)到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的這句話的重要性與真實(shí)性。而且通過對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識(shí)，而且也穩(wěn)固了以前知道的知識(shí)。最重要的是在實(shí)踐中理解了書本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師為什么要求我們做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原因。他是為了教會(huì)我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問題，提高我們的動(dòng)手能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)到電路的焊接以及調(diào)試過程中，我個(gè)人感覺調(diào)試局部是最難的，因?yàn)槟憷碚撚?jì)算的值在實(shí)際當(dāng)中并不一定是最正確參數(shù)，我們必須通過觀察效果來改變參數(shù)的數(shù)值以期到達(dá)最好。而參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過程，沒有經(jīng)驗(yàn)是不可能在短時(shí)間內(nèi)將其完成的，而這個(gè)可能也是老師要求我們加以提高的一個(gè)重要方面吧！其次，這次課程設(shè)計(jì)提高了我們的設(shè)計(jì)水平，讓我體會(huì)到了在接好電路后測(cè)試出波形的那種喜悅，體會(huì)到成功來自于汗水，體會(huì)到成果的來之不易。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們遇到了不少的問題。比方：波形失真，甚至不出波形這樣的問題。在老師和同學(xué)的幫助下，把問題一一解決，那種心情別提有多快樂啦。實(shí)驗(yàn)中暴露出我們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)中所存在的問題，有些理論知識(shí)還處于懵懂狀態(tài)，老師們不厭其煩地為我們調(diào)整波形，講解知識(shí)點(diǎn)，實(shí)在令我感動(dòng)。還有就是在實(shí)驗(yàn)中，好多同學(xué)被電烙鐵燙傷了，這不得不讓我想起平安問題，所以在以后的實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該注意平安，特別是在特殊的地方或者使用特殊工具時(shí)，如電烙鐵，電鉆，腐蝕機(jī)時(shí)，一定要特別注意，不讓危險(xiǎn)事故發(fā)生。還有值得我們自豪的就是我們的線路連得橫豎清楚，簡(jiǎn)直就是藝術(shù)，當(dāng)然，我們也有很多缺乏的地方，制板三次才成功，浪費(fèi)了很多材料，錫焊還不是很會(huì)用，焊接的很粗糙。最后用一句話來結(jié)束吧：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。與君共勉。參考文獻(xiàn)1．謝自美．電子線路設(shè)計(jì)〔第三版〕．武漢：華中科技大學(xué)出版社，20062.康華光．電子技術(shù)根底〔模擬局部〕〔第四版〕．武漢：高等教育出版社，2005.73.童詩(shī)白主編．模擬電子技術(shù)根底〔第三版〕．北京：高教出版社，2001物理與電子信息學(xué)院模擬電路課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：09電信本學(xué)號(hào)：姓名：課題名稱設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：=1\*GB3①有合理的方案設(shè)計(jì)和論證、電路參數(shù)的計(jì)算、總原理圖和清單?！?-20分〕=2\*GB3②電路板制作、調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，有詳細(xì)制作和調(diào)試過程?！?-10分〕=3\*GB3③電路板測(cè)試合理，對(duì)性能指標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)完整，正確；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了誤差計(jì)算和誤差分析?！?-15分〕=4\*GB3④對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)，有體會(huì)，并能提出設(shè)計(jì)的改良、建設(shè)性意見。